Patent DE-102015219773-B4 (DE)
Title: Turbomaschine und Brennkraftmaschine
Inventor: LACHENMAIER NICOLAS
IPC: F04D29/28
Filed: 2015-10-13
Granted: 2021-04-08
Abstract: Turbomaschine (100) mit einem Verdichter (110) und einer Turbine (120), wobei- ein Turbinenrad (142, 20) der Turbine (120) und ein Verdichterrad des Verdichters (110) an einer Turboladerwelle (140) angebracht sind, wobei- die Turboladerwelle (140) mittels eines Lagers (130) drehbar gelagert ist, wobei das Lager (130) eine die Turboladerwelle (140) drehbar lagernde Lageranordnung in einem Lagergehäuse aufweist, und- das Turbinenrad (142, 20) in einer Turbinenkammer (10) eines Turbinengehäuses (30) der Turbine (120) drehbar angeordnet ist, wobei ein lagerseitiger Rücken (21.A, 21.B) des Turbinenrades (20) einer Innenseite (31.A, 31.B) einer Turbinengehäusewand (31) über einen Radrückenraum (13) in der Turbinenkammer (10) zugewandt ist, wobei in dem Radrückenraum ein Gas, nämlich ein Abgas, umlaufend um eine axiale Richtung (z) strömen kann, und- das Verdichterrad (141) in einer Verdichterkammer eines Verdichtergehäuses des Verdichters (110) drehbar angeordnet ist, wobei ein lagerseitiger Rücken des Verdichterrades einer Innenseite einer Verdichtergehäusewand über einen Radrückenraum in der Verdichterkammer zugewandt ist, wobei in dem Radrückenraum ein Gas, nämlich eine Ladeluft, umlaufend um eine axiale Richtung (z) strömen kann,- die Turbinenkammer (10) und ein Lagerhohlraum des Lagergehäuses (50) und/oder die Verdichterkammer und ein Lagerhohlraum des Lagergehäuses (50) durch jeweils eine radial zur Turboladerwelle (140) verlaufende Trennwand (40) getrennt sind, welche eine Turbinengehäusewand (31) und eine Lagergehäusewand (51) und/oder eine Verdichtergehäusewand und eine Lagergehäusewand umfasst, wobei die jeweilige Trennwand (40) gegen die Turboladerwelle (140) abgedichtet ist, und- die Trennwand (40) hohl ist, wobei die Trennwand (40) jeweils einen zwischen Turbinengehäusewand (31) und Lagergehäusewand (51) und/oder einen zwischen Verdichtergehäusewand und Lagergehäusewand verlaufenden Ringkanal (41) umfasst, und- die Trennwand (40) und ein radial zur Turboladerwelle (140) verlaufender Radialteil der Turbinengehäusewand (31) und/oder der Verdichtergehäusewand ganz oder teilweise als ein Hitzeschild ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine lichte Weite (W) eines Ringspalts (RS) des Radrückenraumes (13) in axialer Richtung (z), die in einem sich in radialer Richtung (r) erstreckenden Abschnitt (13r) des Radrückenraumes (13) vorherrscht, mittels wenigstens eines in dem Abschnitt (13r) angeordneten Strömungswiderstandselements (1A, 1B) zur Erhöhung eines Strömungswiderstands der Gasströmung des umlaufenden Gases entlang der radialen Richtung (r) verändert ist, und- eine Innenseite (31.A) des Hitzeschildes das wenigstens eine Strömungswiderstandselement (1A) trägt, wobei das Strömungswiderstandselement (1A) in Form einer Kontur (KA) gebildet ist, und somit die Kontur (KA) auf der Innenseite (31.A) der Turbinengehäusewand (31) und/oder Verdichtergehäusewand angebracht ist, und- die lichte Weite (W) des Ringspalts des Radrückenraumes (13) in der Turbinenkammer (10) und/oder die lichte Weite des Ringspalts des Verdichter-Radrückenraumes in der Verdichterkammer jeweils mittels des wenigstens einen Strömungswiderstandselements (1A, 1B) entlang der radialen Richtung (r) abwechselnd verengt und aufgeweitet ist in dem sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt (13r), wobei der Strömungswiderstand der Gasströmung des umlaufenden Gases entlang der radialen Richtung (r) mittels des Strömungswiderstandselements (1A, 1B) gebildet ist, das sich in den Radrückenraum (13) in axialer Richtung (z) hinein erstreckt zur abschnittsweisen Veränderung, nämlich Verengung oder Aufweitung, des Ringspaltes (RS), wobei- die Kontur (KA) als abwechselnde, in radialer Richtung angeordnete Abfolge von Nuten (13N) und Stegen (13S) gebildet ist, so dass aufgrund einer abwechselnden Tiefe einer Oberfläche auf der Innenseite (31.A) der Turbinengehäusewand (31) und/oder Verdichtergehäusewand der Strömungswiderstand in radialer Richtung (r) erzeugbar ist.